近空间升华法制备CdZnTe外延厚膜及其性能研究

采用近空间升华法在GaAs(100)衬底上外延生长CdZnTe单晶厚膜,用化学腐蚀的方法去除掉GaAs(100)衬底后,对CdZnTe外延膜上、下表面的形貌、成分、结构以及电学性能进行了表征分析。SEM和EDS的结果表明,CdZnTe外延膜表面平滑致密且膜中成分分布较均匀;红外透过成像分析的结果表明,CdZnTe厚膜中无明显的Te夹杂相;X射线摇摆曲线、PL谱的结果表明,随着薄膜厚度的增加,CdZnTe外延膜中的晶体缺陷减少,应变弛豫,结晶质量提高,通过增加膜厚可以获得高质量的CdZnTe外延膜;电学测试表明,CZT外延膜的电阻率在1010Ω·cm数量级,且具有较好的光电响应特性,可用于高能射线探测。

自支撑金刚石厚膜表面外延掺硼金刚石薄膜研究

采用微波等离子体化学气相沉积技术(MPCVD),在抛光厚度0.5 mm的高热导率自支撑金刚石厚膜表面沉积厚度10μm掺硼金刚石薄膜,通过热导率测试仪、扫描电子显微镜、激光拉曼光谱、X射线光电子能谱以及四探针仪等测试手段对材料的热导率、形貌及微观质量、表面键合状态及导电性能等进行分析。结果表明,优化工艺后在自支撑金刚石厚膜表面外延形成了质量优异,结合力佳的掺硼金刚石薄膜,其电阻率最低为1.7×10^(-2)Ω·cm。同时,鉴于界面同质外延特性以及大尺寸晶粒特点,整体材料的热导率可高达1750 W/(m·K),显示这种层状复合材料良好的整体导热性能及表面导电性能。

近空间升华法制备CdZnTe厚膜及其性能研究

采用近空间升华法在FTO玻璃衬底上制备CdZnTe多晶厚膜,并采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见光谱仪、I-V测试仪等对CdZnTe厚膜的表面形貌、成分、结构以及光电性能进行分析表征。结果表明,所制备的CdZnTe膜均匀致密,随生长时间的延长,晶粒尺寸明显增大;不同厚度的CdZnTe膜均表现出沿(111)晶面的择优生长;CdZnTe厚膜的禁带宽度在1.53～1.56eV之间;电阻率在1010Ω.cm数量级,具有较好的光电响应,试制的薄膜探测器可用作计数型探测器。

探讨硅外延膜厚波动的控制对策

新型硅功率器件对厚膜的硅外延材料需求日益增加，硅片的外延层厚度的波动会导致后道工艺的异常失效，严重影响了后道的客户收益。本文从作者长年在生产制造型企业总结的经验出发，提出了膜厚波动的控制对策，有效减少了厚度的波动。文中从工艺和设备方面探讨研究了生产过程中的外延层膜厚波动的影响因素及控制对策。并以某品种硅外延片在LPE3061D的机台量产品种为改进案例，演示了改进方法及实际效果，该案例提高了后道工艺的成品率，给客户带来更好的盈利能力。本文侧重生产型企业实践，对生产型企业的技术人员或打算将研究成果产业化的研究人员具有实际参考价值。

HVPE法生长GaN厚膜弯曲的分析

异质外延生长和降温过程中的失配会引起HVPE厚膜样品的弯曲,较大的弯曲会导致薄膜开裂和剥落。利用高分辨X射线衍射仪(XRD)分析,HVPE生长的不同厚度GaN样品的弯曲。对于同一个样品,X射线出射狭缝分别用1mm的标准狭缝和50μm的小狭缝测量,发现(0002)面摇摆曲线的半宽有明显变化。通过计算和比较,采用标准狭缝测得的(0002)面摇摆曲线的展宽是由弯曲和位错共同引起的,而弯曲表现得更为显著,小狭缝的展宽主要反应样品位错的信息。通过不同狭缝半宽的测量,得到了不同厚度GaN厚膜样品的曲率和位错密度。

液相外延生长Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3膜及生长机理研究

采用PbO作助溶剂,我们在钛酸锶(STO)衬底上用液相外延方法生长了一层具有特定取向的PZNT岛状外延膜,并通过引入c轴取向的PZT过渡层后,使原来的岛状三维生长转变为二维生长,显著改善了外延膜的质量,获得了几个微米厚、较完整的PZNT膜。实验证明:在氧化镁和铝酸镧(001)基片以及STO(110)/(111)衬底上,PZNT晶粒以自发形核为主,外延生长膜主要呈现岛状形貌;取STO(001)衬底,膜颗粒取向一致性好,并可获得完整的PZNT膜。

外延生长薄膜中失配位错形成条件的分子动力学模拟研究

运用分子动力学方法对负失配条件下的外延铝簿膜中失配位错的形成进行了模拟研究.所采用的原子间相互作用势为嵌入原子法(EAM)多体势.模拟结果显示:在500K下长时间静态弛豫,表面和内部结构完整的外延膜在9—80原子层厚度范围内(约为其热力学临界厚度的3—40倍)均不形成失配位错,而在薄膜表面预置一个单原子层厚、三个原子直径大小的凸台或凹坑时,失配位错则能够在15个原子层厚的外延膜上迅速形成:在动态沉积生长条件下,表面自然形成凹凸,初始厚度为9个原子层厚的外延膜在沉积生长中迅速形成失配位错.在三种条件下,所形成的位错均为伯格斯矢量与失配方向平行的全刃位错.分析发现:在压应力作用下,表面微凸台诱发了其侧薄膜内部原子的挤出,造成位错形核;而表面微凹坑则直接因压应力作用形成了一个表面半位错环核.

自支撑GaN厚膜制备及其光学性能研究

采用镀Ti插入层在氢化物外延设备中制备了高质量自支撑GaN厚膜。X射线衍射测试发现(0002)峰摇摆曲线的半高宽为260arcsec;5K下样品带边发光峰的半高宽为3meV,室温下样品的带边发光峰也只有20meV,并且在室温的PL谱中观察不到黄光带;扫描电子显微镜观察显示,腐蚀后的自支撑GaN厚膜表面有位错延伸形成的六角坑,并估算出样品位错密度约为2.1×l07cm-2。这些结果说明镀Ti插入层有助于提高GaN外延层的晶体质量。通过Raman和低温荧光分析,可以看出自支撑GaN厚膜表面应力已经完全释放。研究了不同温度下样品的荧光特性,证明得到的无应力自支撑GaN厚膜具有很好的晶体质量和光学质量。

MOCVD多功能在线监测探头的设计与实现

根据MOCVD在线监测设备的发展需要,设计了一种多功能在线监测探头,能够同时实现带反射率修正的三种红外辐射测温以及两个波长的反射率曲线监测,即:940nm/1 550nm双波长比色测温、940nm单色辐射测温、1 550nm单色辐射测温、940nm反射率曲线以及1 550nm反射率曲线监测.对探头的比色测温性能进行测试分析,并利用该探头对Si(111)衬底在我国自主研发的MOCVD系统中生长InGaN/GaN MQW结构蓝光LED外延片进行在线监测.结果分析表明:比色测温900℃~1 100℃范围内精度高于1℃;在700℃~1 100℃范围内重复性误差均在0.7℃内;距离容差性为2mm;三种红外测温最低量程均为435℃;并能有效避免探测孔有效面积变化的影响;由940nm反射率曲线得:n-GaN层的膜厚监测相对误差为3.6%.该设计能够同时实现MOCVD在线测温及膜厚测量,可为MOCVD在线监测设备开发提供参考.

生长态和退火态GaMnAs厚膜的磁性和传输特性

德国物理一技术联合学院A．BenHamida等人采用分子束外延法制作GaMnAs层。在190℃分别退火18h和90h。研究表明，外延法GaMnAs100nm膜经退火后饱和磁化和居里温度都得到提高。